Quels types de galaxies existe-t-il ? Classification des galaxies selon leur forme et leur apparence.

Galaxie appelé un grand système deétoiles, gaz interstellaire, poussière,matière noireet peut-être,énergie noire, lié par les forces d'interaction gravitationnelle. Le nombre d'étoiles et la taille des galaxies peuvent varier. En règle générale, les galaxies contiennent entre plusieurs millions et plusieurs milliards d’étoiles. En plus des étoiles ordinaires et du milieu interstellaire, les galaxies contiennent également diverses nébuleuses. La taille des galaxies varie de plusieurs milliers à plusieurs centaines de milliers d'années-lumière. Et la distance entre les galaxies atteint des millions d'années-lumière.

Les recherches astronomiques montrent que la vitesse de rotation axiale détermine le type de future galaxie. Depuis des vortex à rotation lente ont donné naissance à des galaxies elliptiques et, alors que depuis des galaxies spirales aplaties à rotation rapide sont nées.

En raison de la gravité un vortex en rotation très lente a été comprimé en une boule ou un ellipsoïde quelque peu aplati. Les dimensions d'un tel nuage géant d'hydrogène régulier variaient de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de milliers d'années-lumière.

Protogalaxie , qui ne tournait pas du tout, est devenu l'ancêtre d'une galaxie sphérique. Les galaxies elliptiques oblates sont nées de protogalaxies à rotation lente. En raison d’une force centrifuge insuffisante, la force gravitationnelle a prévalu. La protogalaxie s'est contractée et la densité de l'hydrogène y a augmenté. Dès que la densité atteignait un certain niveau, des amas d’hydrogène commençaient à être libérés et comprimés. Des protoétoiles sont nées, qui ont ensuite évolué en étoiles. La naissance de toutes les étoiles d’une galaxie sphérique ou légèrement aplatie s’est produite presque simultanément. Ce processus a duré relativement peu de temps, environ cent millions d'années.

A l'heure actuelle, plusieurs types de galaxies sont connus :

Galaxies elliptiques - classe de galaxies avec une structure sphérique clairement définie et une luminosité décroissante vers les bords. Ils sont relativement tourner lentement. Dans de telles galaxies pas de poussière. Par conséquent, extérieurement les galaxies elliptiques diffèrent les unes des autres principalement par une caractéristique : une compression plus ou moins grande.

Galaxies spirales ainsi nommé parce que ont des bras brillants d'origine stellaire à l'intérieur du disque qui s'étendent de manière presque logarithmique à partir du renflement (un renflement presque sphérique au centre de la galaxie). Les galaxies spirales ont condensation centrale et plusieurs branches ou bras en spirale, qui ont une couleur bleutée car ils contiennent de nombreuses jeunes étoiles géantes. Tout en spirale les galaxies tournent à des vitesses significatives, donc les étoiles, la poussière et les gaz sont concentrés dans un disque étroit. Abondance de nuages ​​​​de gaz et de poussière et présence de géantes bleu vif parle de processus actifs de formation d’étoiles se produisant dans les bras spiraux de ces galaxies.

Galaxies lenticulaires- Ce type intermédiaire entre spirale et elliptique. Ils ont renflement, halo et disque, mais pas de bras spiraux. Dans ces les galaxies ont un corps principal brillant - une lentille, entourée d'un léger halo. Parfois, l’objectif est entouré d’un anneau.

Galaxies irrégulières - Ce sont des galaxies qui ne présentent ni une structure spirale ni une structure elliptique. Le plus souvent, ces galaxies ont forme chaotique sans noyau prononcé ni branches en spirale. Dans le passé, la plupart des galaxies irrégulières étaient spirales ou elliptiques, mais ont été déformés par les forces gravitationnelles.

Selon cette classification, il existe quatre principaux types de galaxies. Parfois, les galaxies naines sont classées comme un type distinct, mais elles ne se distinguent par rien d'autre que leur taille relativement petite et appartiennent elles-mêmes à l'un ou l'autre type dans la catégorisation classique.

Galaxie elliptique

De l'extérieur, elle ressemble à une étoile géante - une boule lumineuse avec la plus forte luminosité au centre et s'atténuant vers les bords. Les galaxies elliptiques ou sphéroïdales sont composées presque entièrement d'étoiles anciennes, elles ont donc toujours une teinte jaune ou rougeâtre. De nouvelles étoiles ne s'y forment pratiquement pas, car la quantité de gaz et de poussières interstellaires y est négligeable (bien qu'il existe des exceptions). Les systèmes d'étoiles elliptiques ne diffèrent les uns des autres que par leur taille et leur degré de compression. C'est par compression qu'ils sont classés, de E0 à E7. Elles représentent environ un quart du nombre de galaxies visibles. Selon la classification de Hubble, il s'agit de la première étape de l'évolution galactique.

Galaxie elliptique ESO 325-G004 / ©NASA/ESA

Galaxie spirale

Le type le plus courant, et probablement le plus beau, représente plus de la moitié du nombre de toutes les galaxies connues. Il ressemble à un disque avec une boule jaune vif au centre, autour de laquelle des branches-manches plus sombres de teinte bleuâtre sont tordues en forme de spirales (en raison de la présence d'étoiles spéciales - supergéantes blanches et bleues).

Il diffère des systèmes stellaires elliptiques par un certain nombre de caractéristiques structurelles. Premièrement, les galaxies spirales possèdent des bras dans lesquels se déroulent les processus actifs de formation d’étoiles. Deuxièmement, il existe un disque stellaire - une couche de matière relativement mince le long du plan de la galaxie, où se trouvent la majeure partie des objets du système et les étoiles dans lesquelles tournent autour du centre du disque. Troisièmement, la présence de gaz et de poussières interstellaires, environnement nécessaire à la naissance des étoiles, est largement observée. De nombreuses galaxies spirales ont en leur centre une sorte de pont (barre), aux extrémités duquel les bras divergent. Ils sont classés par la lettre S et diffèrent par la densité des manches (Sa-Sd, avec un cavalier - SBa-SBd).

Le nombre moyen de manches est de deux, mais il y en a plus ; dans certains cas, les manches diffèrent en taille. Tous (s'ils ne survivent pas à une collision galactique) sont tordus dans une direction autour du centre, où la majeure partie de la matière est concentrée sous la forme d'un trou noir supermassif et d'un amas sphérique dense d'étoiles anciennes - un renflement.

Notre galaxie, la Voie lactée, et la nébuleuse d'Andromède, que nous rencontrerons inévitablement dans 4 milliards d'années, sont toutes deux des galaxies spirales. Le Soleil est situé entre les bras et à l'écart du centre galactique, et la vitesse de son mouvement est approximativement égale à la vitesse de rotation des bras ; Ainsi, le système solaire évite les régions de formation active d’étoiles dangereuses pour la vie terrestre, où éclatent souvent des supernovae.

Spiral Galaxy Whirlpool et son compagnon NGC 5195 / ©NASA

Galaxie lenticulaire

Selon la classification de Hubble, il s'agit d'un type intermédiaire entre les galaxies elliptiques et spirales (S0). Les systèmes stellaires lenticulaires ont un disque stellaire autour d'un amas central de renflement globulaire, mais les bras sont relativement petits et peu prononcés, et la quantité de gaz et de poussières interstellaires n'est pas suffisante pour la naissance active de nouvelles étoiles. Les principaux habitants sont de vieilles grandes étoiles, de couleur rouge ou jaune.

Ils diffèrent par la quantité de poussière interstellaire et la densité du pont au centre galactique. Elles représentent environ 20 % du nombre de galaxies.

Galaxie lenticulaire NGC 7049 / ©NASA/ESA

Mauvaise galaxie

Ni une ellipse ni une spirale, les galaxies irrégulières n'ont aucune des formes communes. En règle générale, il s'agit d'amas d'étoiles liés de manière chaotique par la gravité, parfois sans forme claire ni même sans centre clairement défini. Ils représentent environ 5 % des galaxies.

Pourquoi sont-ils si différents de leurs homologues galactiques ? Il est très probable que chacun de ces systèmes stellaires était autrefois elliptique ou spiralé, mais qu'il a été défiguré par une collision avec une autre galaxie, ou à proximité de celle-ci.

Ils sont divisés en deux types principaux : ceux qui ont au moins un semblant de structure qui permet de les classer comme une séquence de Hubble (Irr I) et ceux qui n'ont même pas de similitude (Irr II).

Parfois, un troisième type est distingué : les galaxies naines irrégulières (dl ou dIrr). Elles contiennent de faibles quantités d’éléments lourds et de grandes quantités de gaz interstellaire, ce qui les rend similaires aux protogalaxies de l’Univers primitif. Par conséquent, l’étude de ce type de galaxies irrégulières est importante pour comprendre le processus d’évolution galactique.

NGC 1569 est une galaxie naine irrégulière située dans la constellation de la Girafe / ©NASA/ESA

De nombreux faits connus aujourd'hui semblent si familiers et familiers qu'il est difficile d'imaginer comment nous vivions sans eux auparavant. Cependant, la plupart des vérités scientifiques ne sont pas apparues à l’aube de l’humanité. Cela concerne en grande partie les connaissances sur l’espace. Les types de nébuleuses, de galaxies et d’étoiles sont aujourd’hui connus de presque tout le monde. Entre-temps, le chemin vers la compréhension moderne était assez long. Les gens n’ont pas immédiatement réalisé que la planète faisait partie du système solaire et qu’elle faisait partie de la Galaxie. Les types de galaxies ont commencé à être étudiés en astronomie encore plus tard, lorsqu'il a été compris que la Voie Lactée n'était pas seule et que l'Univers ne se limitait pas à elle. ainsi que la connaissance générale de l'espace en dehors de la « route du lait », est devenu Edwin Hubble. Grâce à ses recherches, nous en savons aujourd'hui beaucoup sur les galaxies.

Types de galaxies dans l'Univers

Hubble a étudié les nébuleuses et a prouvé que beaucoup d'entre elles sont des formations similaires à la Voie lactée. Sur la base du matériel collecté, il a décrit à quoi ressemble la galaxie et quels types d'objets spatiaux similaires existent. Hubble a mesuré les distances jusqu'à certains d'entre eux et a proposé sa propre classification. Les scientifiques l'utilisent encore aujourd'hui.

Il a divisé les nombreux systèmes de l’Univers en 3 types : galaxies elliptiques, spirales et irrégulières. Chaque type est activement étudié par les astronomes du monde entier.

La partie de l’Univers où se trouve la Terre, la Voie Lactée, appartient au type « galaxie spirale ». Les types de galaxies sont identifiés en fonction des différences dans leurs formes, qui affectent certaines propriétés des objets.

Spirale

Les types de galaxies ne sont pas répartis de manière égale dans tout l’Univers. Selon les données modernes, ceux en forme de spirale sont plus courants que les autres. En plus de la Voie Lactée, ce type comprend la nébuleuse d'Andromède (M31) et la galaxie (M33). De tels objets ont une structure facilement reconnaissable. Si vous regardez de côté à quoi ressemble une telle galaxie, la vue d'en haut ressemblera à des cercles concentriques s'étalant sur l'eau. Les bras en spirale rayonnent à partir d’un renflement central sphérique appelé renflement. Le nombre de ces branches varie de 2 à 10. L'ensemble du disque avec les bras en spirale est situé à l'intérieur d'un nuage d'étoiles raréfié, appelé en astronomie un « halo ». Le noyau de la galaxie est un amas d'étoiles.

Sous-types

En astronomie, la lettre S est utilisée pour désigner les galaxies spirales. Elles sont divisées en types en fonction de la conception structurelle des bras et des caractéristiques de la forme générale :

Galaxy Sa : les bras sont étroitement tordus, lisses et informes, le renflement est brillant et étendu ;

galaxie Sb : les bras sont puissants, clairs, le renflement est moins prononcé ;

galaxie Sc : les bras sont bien développés, ont une structure irrégulière, le renflement est peu visible.

De plus, certains systèmes en spirale possèdent un pont central presque droit (appelé « barre »). Dans ce cas, la lettre B (Sba ou Sbc) est ajoutée à la désignation de la galaxie.

Formation

La formation des galaxies spirales semble s’apparenter à l’apparition d’ondes provoquées par l’impact d’une pierre sur la surface de l’eau. Selon les scientifiques, une sorte de poussée a conduit à l'émergence des manches. Les branches spirales elles-mêmes représentent des vagues de densité de matière accrue. La nature de la poussée peut être différente, l'une des options étant le mouvement vers les étoiles.

Les bras spiraux sont de jeunes étoiles et du gaz neutre (l'élément principal est l'hydrogène). Ils se trouvent dans le plan de rotation de la galaxie et ressemblent donc à un disque aplati. La formation de jeunes étoiles est également possible au centre de tels systèmes.

Voisin le plus proche

La nébuleuse d'Andromède est une galaxie spirale : une vue d'en haut révèle plusieurs bras émanant d'un centre commun. Depuis la Terre, on peut l'observer à l'œil nu comme une tache floue et brumeuse. La voisine de notre galaxie est un peu plus grande : 130 000 années-lumière de diamètre.

Bien que la nébuleuse d’Andromède soit la galaxie la plus proche de la Voie lactée, la distance qui la sépare est énorme. Il faut à la lumière deux millions d’années pour le parcourir. Ce fait explique parfaitement pourquoi les vols vers une galaxie voisine ne sont jusqu'à présent possibles que dans les livres et les films de science-fiction.

Systèmes elliptiques

Considérons maintenant d'autres types de galaxies. Une photo du système elliptique démontre clairement sa différence avec son homologue en spirale. Une telle galaxie n’a pas de bras. Cela ressemble à une ellipse. De tels systèmes peuvent être compressés à différents degrés et peuvent ressembler à une lentille ou à une sphère. Il n’y a pratiquement aucun gaz froid dans de telles galaxies. Les représentants les plus impressionnants de ce type sont remplis de gaz chauds raréfiés, dont la température atteint un million de degrés et plus.

Une caractéristique distinctive de nombreuses galaxies elliptiques est leur teinte rougeâtre. Pendant longtemps, les astronomes ont cru qu’il s’agissait d’un signe de l’ancienneté de tels systèmes. On pensait qu’ils étaient principalement constitués d’étoiles anciennes. Cependant, les recherches menées au cours des dernières décennies ont montré l’erreur de cette hypothèse.

Éducation

Pendant longtemps, il y avait une autre hypothèse liée aux galaxies elliptiques. Ils étaient considérés comme les tout premiers à apparaître, formés peu après le Big Bang. Aujourd'hui, cette théorie est considérée comme dépassée. Les astronomes allemands Alar et Yuri Thumre, ainsi que le scientifique américain François Schweizer, ont grandement contribué à sa réfutation. Leurs recherches et découvertes de ces dernières années confirment la véracité d’une autre hypothèse, le modèle hiérarchique de développement. Selon lui, des structures plus grandes se sont formées à partir de structures assez petites, c'est-à-dire que les galaxies ne se sont pas formées immédiatement. Leur apparition a été précédée par la formation d’amas d’étoiles.

Selon les concepts modernes, les systèmes elliptiques ont été formés à partir de bras en forme de spirale à la suite de la fusion. Le grand nombre de galaxies « tordues » observées dans des zones reculées de l’espace en est une confirmation. Au contraire, dans les régions les plus proches, on trouve une concentration nettement plus élevée de systèmes elliptiques, assez brillants et étendus.

Symboles

Les galaxies elliptiques ont également reçu leurs propres désignations en astronomie. Ils utilisent le symbole « E » et des chiffres de 0 à 6, qui indiquent le degré d'aplatissement du système. E0 sont des galaxies de forme sphérique presque régulière et E6 sont les plus plates.

Boulets de canon déchaînés

Les galaxies elliptiques comprennent les systèmes NGC 5128 de la constellation du Centaure et M87, situés en Vierge. Leur particularité est une émission radio puissante. Les astronomes s'intéressent principalement à la structure de la partie centrale de ces galaxies. Les observations des scientifiques russes et les études du télescope Hubble montrent une activité assez élevée dans cette zone. En 1999, des astronomes américains ont obtenu des données sur le noyau de la galaxie elliptique NGC 5128 (constellation du Centaure). Là, en mouvement constant, se trouvent d'énormes masses de gaz chauds, tourbillonnant autour du centre, peut-être un trou noir. Il n'existe pas encore de données exactes sur la nature de ces processus.

Systèmes de forme irrégulière

Il est également situé dans le Grand Nuage de Magellan. Ici, les scientifiques ont découvert une région de formation constante d'étoiles. Certaines des étoiles qui composent la nébuleuse n’ont que deux millions d’années. De plus, l'étoile la plus impressionnante découverte en 2011, RMC 136a1, se trouve également ici. Sa masse est de 256 solaires.

Interaction

Les principaux types de galaxies décrivent les caractéristiques de la forme et de la disposition des éléments de ces systèmes cosmiques. Cependant, la question de leur interaction n’est pas moins intéressante. Ce n’est un secret pour personne : tous les objets spatiaux sont constamment en mouvement. Les galaxies ne font pas exception. Des types de galaxies, au moins certains de leurs représentants, pourraient se former lors du processus de fusion ou de collision de deux systèmes.

Si nous nous souvenons de ce que sont ces objets, il devient clair comment des changements à grande échelle se produisent au cours de leur interaction. Lors d’une collision, une quantité colossale d’énergie est libérée. Il est intéressant de noter que de tels événements sont encore plus probables dans l’immensité de l’espace que la rencontre de deux étoiles.

Cependant, la « communication » des galaxies ne se termine pas toujours par une collision et une explosion. Un petit système peut passer par son grand frère, perturbant ainsi sa structure. Cela crée des formations d’apparence similaire à des couloirs allongés. Ils sont constitués d'étoiles et de gaz et deviennent souvent des zones de formation de nouveaux luminaires. Des exemples de tels systèmes sont bien connus des scientifiques. L’une d’elles est la galaxie Cartwheel dans la constellation du Sculpteur.

Dans certains cas, les systèmes ne se heurtent pas, mais se croisent ou se touchent légèrement. Cependant, quel que soit le degré d’interaction, cela entraîne de sérieux changements dans la structure des deux galaxies.

Avenir

Selon les hypothèses des scientifiques, il est possible qu’au bout d’un certain temps, la Voie Lactée absorbe son satellite le plus proche, un système découvert relativement récemment, minuscule selon les normes cosmiques, situé à une distance de 50 années-lumière de nous. Les données de recherche suggèrent une durée de vie impressionnante pour ce satellite, qui prendra probablement fin lors de sa fusion avec son plus grand voisin.

La collision est un avenir possible pour la Voie lactée et la galaxie d'Andromède. Aujourd’hui, l’immense voisin est séparé de nous par environ 2,9 millions d’années-lumière. Deux galaxies se rapprochent à une vitesse de 300 km/s. Une collision probable, selon les scientifiques, se produira dans trois milliards d'années. Mais aujourd’hui, personne ne sait avec certitude si cela se produira ou si les galaxies ne se toucheront que légèrement. Pour la prévision, il n'y a pas suffisamment de données sur les caractéristiques du mouvement des deux objets.

L'astronomie moderne étudie en détail des structures cosmiques telles que les galaxies : types de galaxies, caractéristiques d'interaction, leurs différences et similitudes, l'avenir. Beaucoup de choses restent encore floues dans ce domaine et nécessitent une étude plus approfondie. Les types de structure des galaxies sont connus, mais il n'existe pas de compréhension précise de nombreux détails associés, par exemple, à leur formation. Le rythme actuel d’amélioration des connaissances et de la technologie nous permet cependant d’espérer des avancées significatives dans le futur. Quoi qu’il en soit, les galaxies ne cesseront pas d’être au centre de nombreuses recherches. Et cela n’est pas seulement lié à la curiosité inhérente à tous. Les données sur les modèles cosmiques et la vie permettent de prédire l’avenir de notre partie de l’Univers, la Voie lactée.

Docteur en Sciences Pédagogiques E. LEVITAN.

Schéma de classification des galaxies, d'après Hubble (1925).

Galaxie NGC 4314 (constellation du Verseau).

Galaxies irrégulières : à gauche - le Grand Nuage de Magellan, à droite - le Petit Nuage de Magellan.

Une immense galaxie elliptique dans la constellation de la Vierge est la source radio Vierge A. C'est presque une galaxie sphérique. Selon toute vraisemblance, il est très actif - l'émission d'un jet lumineux de substance est visible.

Galaxie NGC 4650 A (constellation Centaure). La distance qui nous sépare est de 165 millions d'années-lumière.

Une nébuleuse gazeuse (M27), située dans notre Galaxie, mais très loin de nous - à une distance de 1 200 années-lumière.

Devant vous ne se trouve pas une galaxie, mais la nébuleuse Tarentule 30 Doradus - un célèbre monument du Grand Nuage de Magellan.

"Il y a très longtemps, dans une galaxie lointaine, très lointaine..." - ces mots commencent habituellement les films de la célèbre série Star Wars. Pouvez-vous imaginer le nombre de galaxies aussi « lointaines, très lointaines » ? Par exemple, on connaît environ 250 galaxies que nous voyons comme un point plus brillant que 12 m. Les galaxies dont la luminosité est encore plus faible - jusqu'à 15 m - sont environ 50 000. Le nombre de celles qui ne peuvent être photographiées que par un appareil très puissant, par exemple exemple 6 mètres, télescope à la limite de ses capacités - plusieurs milliards. Avec l’aide d’un télescope spatial, vous pouvez en voir encore plus. Ensemble, ces îles étoilées constituent l’Univers – le monde des galaxies.

Les gens vivant sur Terre ne l’ont pas immédiatement compris. Ils devaient d’abord découvrir leur propre planète : la Terre. Ensuite – le système solaire. Ensuite – notre propre île étoilée – notre Galaxie. Nous l'appelons la Voie Lactée.

Après un certain temps, les astronomes ont découvert que notre Galaxie a des voisins, que la nébuleuse d'Andromède, le Grand Nuage de Magellan, le Petit Nuage de Magellan et bien d'autres points nébuleux ne sont plus notre Galaxie, mais d'autres îles stellaires indépendantes.

L’homme a donc regardé au-delà des frontières de sa Galaxie. Il est progressivement devenu clair que le monde des galaxies est non seulement incroyablement vaste, mais aussi diversifié. Les galaxies diffèrent fortement par leur taille, leur apparence, le nombre d'étoiles qu'elles contiennent et leur luminosité.

Le fondateur de l'astronomie extragalactique, qui s'occupe de ces questions, est à juste titre considéré comme l'astronome américain Edwin Hubble (1889-1953). Il a prouvé que de nombreuses « nébuleuses » sont en réalité d’autres galaxies composées de nombreuses étoiles. Il a étudié plus d'un millier de galaxies et déterminé la distance jusqu'à certaines d'entre elles. Parmi les galaxies, il a identifié trois types principaux : spirales, elliptiques et irrégulières.

Maintenant nous savons que galaxies spirales surviennent plus souvent que d’autres. Plus de la moitié des galaxies sont spirales. Il s'agit notamment de notre Voie lactée, de la galaxie d'Andromède (M31) et de la galaxie du Triangle (M33).

Les galaxies spirales sont très belles. Au centre se trouve un noyau brillant (un grand amas d’étoiles rapproché). Des branches en spirale émergent du noyau et s’enroulent autour de lui. Ils sont constitués de jeunes étoiles et de nuages ​​de gaz neutre, principalement de l'hydrogène. Toutes les branches - et il peut y en avoir une, deux ou plusieurs - se trouvent dans un plan coïncidant avec le plan de rotation de la galaxie. La galaxie a donc l’apparence d’un disque aplati.

Pendant longtemps, les astronomes n'ont pas pu comprendre pourquoi les spirales galactiques, ou bras, comme on les appelle aussi, ne s'effondrent pas aussi longtemps. Il y a eu de nombreuses hypothèses différentes sur cette question. Aujourd’hui, la plupart des chercheurs sur les galaxies sont enclins à croire que les spirales galactiques sont des vagues de densité de matière accrue. Ils sont comme des vagues à la surface de l’eau. Et ceux-ci, comme on le sait, ne transfèrent pas de matière lors de leur mouvement.

Pour faire apparaître des vagues sur une surface d'eau calme, il suffit de jeter au moins une petite pierre dans l'eau. L’apparition de bras spiraux est probablement également associée à une sorte de choc. Il pourrait s’agir de mouvements dans la masse même des étoiles habitant une galaxie donnée. Un lien avec ce que l’on appelle la rotation différentielle et les « éclats » lors de la formation des étoiles ne peut être exclu.

Les astrophysiciens ont déclaré avec beaucoup d'assurance que c'est dans les bras des galaxies spirales que se concentre la majeure partie des étoiles nouvellement nées. Mais ensuite des informations ont commencé à apparaître selon lesquelles la naissance d'étoiles pourrait également se produire dans les régions centrales des galaxies (voir « Science et vie » n° 10, 1984). Cela ressemblait à une sensation. L'une de ces découvertes a été faite assez récemment, lorsque la galaxie NGC 4314 a été photographiée à l'aide du télescope spatial Hubble (photo ci-dessous).

Galaxies appelées elliptique, en apparence, ils diffèrent considérablement des spirales. Sur les photographies, elles ressemblent à des ellipses avec différents degrés de compression. Parmi eux se trouvent des galaxies semblables à des lentilles et des systèmes stellaires presque sphériques. Il y a des géants et des nains. Environ un quart des galaxies les plus brillantes sont classées comme elliptiques. Beaucoup d'entre eux se caractérisent par une couleur rougeâtre. Pendant longtemps, les astronomes ont considéré cela comme une preuve que les galaxies elliptiques sont principalement composées d’étoiles anciennes (rouges). Des observations récentes du télescope spatial Hubble et du télescope infrarouge ISO réfutent ce point de vue (voir « Science et Vie » n° et).

Parmi les galaxies elliptiques, il existe des objets aussi intéressants que la galaxie sphérique NGC 5128 (constellation du Centaure) ou M87 (constellation de la Vierge). Ils attirent l'attention en tant que sources d'émission radio les plus puissantes. Un mystère particulier de ces galaxies spirales et de plusieurs autres est leur noyau. Qu'est-ce qui s'y concentre : des amas d'étoiles supermassifs ou des trous noirs ? Selon certains astrophysiciens, un trou noir dormant (ou plusieurs trous noirs) pourrait se cacher au centre de notre Galaxie, enveloppé de nuages ​​de matière interstellaire opaque, ou, par exemple, dans le Grand Nuage de Magellan.

Jusqu'à récemment, les seules sources d'informations sur les processus qui se déroulaient dans les régions centrales de notre galaxie et d'autres galaxies étaient les observations dans le domaine des radiocommunications et des rayons X. Par exemple, des données extrêmement intéressantes sur la structure du centre de notre Galaxie ont été obtenues par une équipe de scientifiques dirigée par l'académicien R. Sunyaev avec l'aide des observatoires orbitaux russes Astron et Granat. Plus tard, en 1997, grâce à la caméra infrarouge du télescope spatial américain Hubble, les astrophysiciens ont obtenu des images du noyau de la galaxie elliptique NGC 5128 (galaxie radio Centaure A). Il a été possible de détecter des détails individuels situés à une distance de 10 millions d'années-lumière de nous (environ 100 années-lumière). Ce qui en ressortit était une image impressionnante d’une émeute de gaz chauds tourbillonnant autour d’un centre, peut-être un trou noir. Cependant, il est possible que l’activité monstrueuse des noyaux de galaxies comme celle-ci soit associée à d’autres événements violents. Après tout, il y a beaucoup de choses inhabituelles dans l’histoire de la vie des galaxies : elles entrent en collision et parfois même se « dévorent ».

Enfin, passons au troisième type de galaxies (selon la classification de Hubble) - faux(ou irrégulier). Ils ont une structure chaotique et inégale et n’ont pas de forme spécifique.

C’est exactement ce qui est arrivé aux deux galaxies relativement petites les plus proches de nous : les Nuages ​​de Magellan. Ce sont les satellites de la Voie Lactée. Ils sont visibles à l’œil nu, mais uniquement dans le ciel de l’hémisphère sud de la Terre.

Vous savez probablement que le pôle Sud du monde n'est marqué dans le ciel par aucune étoile visible (contrairement au pôle Nord du monde, à côté duquel se trouve désormais la Petite Ourse - l'étoile polaire). Les nuages ​​de Magellan aident à déterminer la direction vers le pôle Sud. Le Grand Nuage, le Petit Nuage et le Pôle Sud se trouvent aux sommets d'un triangle équilatéral.

Les deux galaxies les plus proches de nous ont reçu leur nom en l'honneur de Ferdinand Magellan au XVIe siècle sur proposition d'Antonio Pigafetta, qui fut le chroniqueur du célèbre voyage autour du monde. Dans ses notes, il a noté tout ce qui s'est passé ou a été observé d'inhabituel pendant le voyage de Magellan. Je n’ai pas ignoré ces taches brumeuses dans le ciel étoilé.

Bien que les galaxies irrégulières constituent la plus petite classe de galaxies, leur étude est très importante et fructueuse. Cela s'applique particulièrement aux nuages ​​de Magellan, qui attirent particulièrement l'attention des astronomes, principalement parce qu'ils sont presque à côté de nous. Le Grand Nuage de Magellan est à moins de 200 000 années-lumière, le Petit Nuage de Magellan est encore plus proche - à environ 170 000 années-lumière.

Les astrophysiciens découvrent constamment quelque chose de très intéressant dans ces mondes extragalactiques : des observations uniques d'une supernova explosant dans le Grand Nuage de Magellan le 23 février 1987. Ou, par exemple, la nébuleuse de la Tarentule, dans laquelle de nombreuses découvertes étonnantes ont été faites ces dernières années.

Il y a plusieurs décennies, l'un de mes professeurs, le professeur B. A. Vorontsov-Velyaminov (1904-1994), a déployé de grands efforts pour attirer l'attention de ses collègues sur les galaxies en interaction. À cette époque, ce sujet semblait exotique à de nombreux astronomes et ne présentait pas particulièrement d’intérêt. Mais des années plus tard, il est devenu clair que les travaux de Boris Alexandrovitch (et de ses disciples) - l'étude des galaxies en interaction - ont ouvert une nouvelle page très importante dans l'histoire de l'astronomie extragalactique. Et maintenant, personne ne considère comme exotiques non seulement les formes d'interaction les plus bizarres (et pas toujours compréhensibles) entre les galaxies, mais même le « cannibalisme » dans le monde des systèmes stellaires géants.

Le « cannibalisme » - la « consommation » mutuelle des galaxies les unes par les autres (leur fusion lors d'approches rapprochées) - est capturé dans les photographies. Selon une hypothèse, notre Voie Lactée pourrait devenir « cannibale ». Cette hypothèse repose sur la découverte d’une galaxie naine au début des années 90. Il ne contient que quelques millions d'étoiles et est situé à une distance de 50 000 années-lumière de la Voie Lactée. Ce « bébé » n’est pas si jeune : il est né il y a plusieurs milliards d’années. Il est difficile de dire comment se terminera sa longue vie. Mais on ne peut pas exclure la possibilité qu’elle se rapproche un jour de la Voie lactée et qu’elle l’absorbe.

Soulignons encore une fois que le monde des galaxies est incroyablement diversifié, étonnant et largement imprévisible. Et les amateurs d’astronomie pourront suivre l’actualité de l’astronomie extragalactique, qui connaît désormais un développement rapide. Attendez-vous donc à de nouvelles informations, à de nouvelles photographies des galaxies les plus extraordinaires.

Par une nuit claire et sans lune, loin des grandes villes, le fleuve céleste de la Voie Lactée déverse ses eaux dans le ciel noir de velours. Cependant, en plus de cette « rivière de lait », un œil curieux trouvera dans le ciel d’autres points brumeux, évoluant au rythme des étoiles. Dans l'hémisphère nord, l'une de ces taches est visible non loin de l'étoile Andromède. Et des jumelles ou un télescope vous permettront de retrouver plusieurs dizaines d'objets de ce type.

A la fin du XVIIIe siècle, l'astronome français Charles Messier dresse le premier catalogue de ces nébuleuses, afin de ne pas les confondre avec les comètes qu'il recherchait. Comme nous le savons aujourd’hui, son catalogue comprenait des objets de nature sensiblement différente, dont plusieurs galaxies.

Au fil du temps, les astronomes ont découvert de plus en plus de nouvelles galaxies dans le ciel, mais ces objets étaient encore considérés comme des nébuleuses ordinaires. Une véritable compréhension de leur nature n'a commencé à devenir claire qu'après, au début de ce siècle, l'astronome suédois Knut Lundmark a prouvé que la nébuleuse de la constellation du Triangle est un immense système stellaire. Et lorsque les astronomes ont appris à déterminer de manière fiable les distances par rapport aux objets célestes lointains, il s'est avéré qu'il existe un grand nombre de galaxies dans l'Univers.

Qu'est-ce qu'une galaxie ? Tout d’abord, il s’agit d’un vaste système dans lequel les étoiles sont reliées entre elles par des forces gravitationnelles. Outre les étoiles, les galaxies comprennent des gaz et des poussières interstellaires, ainsi que divers objets exotiques : naines blanches, étoiles à neutrons, trous noirs. Le gaz dans les galaxies n’est pas seulement dispersé entre les étoiles, mais forme également de grands nuages ​​​​et des nébuleuses de poussières de gaz.

Nous vivons également dans une Galaxie dont nous écrivons le nom avec une majuscule, car c'est la nôtre, et la Voie Lactée est constituée de nombreuses étoiles faibles situées dans son plan.

Il existe une grande variété de galaxies. Il existe d’énormes systèmes contenant des milliards de soleils. D'autre part, il existe des galaxies naines, qui rappellent davantage des amas globulaires, et le nombre d'étoiles qu'elles contiennent ne dépasse pas plusieurs centaines de milliers. Notre galaxie est assez grande : elle contient environ 200 milliards d'étoiles.

Les masses des galaxies varient également considérablement. Les galaxies normales sont un milliard à un billion de fois plus lourdes que le Soleil. Les galaxies naines sont moins massives : les plus petites observées ne sont que 100 000 fois plus lourdes que le Soleil. Et là, nous avons un poids important : la masse de notre Galaxie est estimée à plusieurs centaines de milliards de masses solaires.

En 1925, l'astronome américain Edwin Hubble proposa une classification des galaxies basée sur leur forme et leur apparence. Les classifications plus récentes des galaxies suivent le schéma proposé par Hubble.

Galaxies elliptiques. Elles représentent un quart du nombre total de galaxies et sont désignées par la lettre E. Sur les photographies, elles ressemblent à une boule ou à une ellipse. En fonction de l'allongement de l'ellipse, la galaxie se voit attribuer une classe de 0 à 7. Les galaxies de classe E0 semblent sphériques et les galaxies E7 ressemblent à une ellipse très allongée. Les galaxies elliptiques ont une teinte rougeâtre car elles sont composées principalement de vieilles étoiles. Il n’y a presque pas de gaz interstellaire dans de tels systèmes. En apparence générale, les galaxies elliptiques ressemblent aux amas d’étoiles globulaires, mais seulement de très grande taille.

Galaxies spirales. La moitié de toutes les galaxies appartiennent à cette classe. En apparence, ils ressemblent à une lentille ou à une lentille biconvexe. De plus, l’épaisseur d’une galaxie spirale est des dizaines de fois inférieure à son diamètre. Leurs photographies montrent un motif en spirale sous la forme de deux ou plusieurs (jusqu'à une douzaine) branches ou bras en spirale tordus dans une direction, s'étendant à partir du centre de la galaxie.

Sur le fond du disque des galaxies, les bras se distinguent par leur luminosité, car ils contiennent de nombreuses étoiles massives et brillantes, ainsi que des nébuleuses gazeuses brillantes. La plupart des étoiles se concentrent vers un plan de symétrie appelé plan galactique, formant un disque. Plus les étoiles sont jeunes, plus elles se concentrent vers le plan galactique. Dans la partie centrale du disque se trouve un épaississement - un renflement qui, sur de grandes distances, se transforme en halo de la galaxie. Le halo est constitué d'étoiles anciennes et d'amas globulaires qui forment un système sphérique et ne gravitent pas vers le plan de la galaxie. Les régions les plus éloignées des galaxies sont souvent appelées couronnes.

Les galaxies spirales contiennent beaucoup de gaz interstellaire – jusqu'à 15 % de leur masse totale. On y trouve également de nombreuses jeunes étoiles, formées assez récemment par rapport à l'âge des galaxies elles-mêmes. Dans environ la moitié des galaxies spirales, les photographies montrent un pont presque droit appelé barre dans la partie centrale.

Les galaxies spirales sont désignées par la lettre S. Les galaxies avec une partie centrale brillante et étendue et des spirales faiblement développées sont classées dans la classe Sa. Si les spirales sont plus puissantes et plus claires et que le centre est moins proéminent, alors la galaxie se voit attribuer l'indice Sc. La classe intermédiaire est désignée Sb. Si la galaxie a une barre centrale, la lettre B est ajoutée à la désignation, par exemple SBb.

Notre Galaxie appartient également à la classe des spirales, éventuellement avec une barre, et le Soleil se situe presque exactement dans son plan galactique. Par conséquent, nous voyons la plupart des étoiles de notre système dans une bande dans le ciel en forme de Voie lactée.

Galaxies lenticulaires. Il s'agit d'un type intermédiaire entre les galaxies spirales et elliptiques. Ils ont un renflement, un halo et un disque (lentille), mais pas de bras en spirale. Ces galaxies sont désignées S0. Parmi toutes les galaxies, il y en a environ 20 %.

Galaxies irrégulières. Cette classe comprend les 5 % restants de galaxies qui n'appartenaient pas aux précédentes. Ils se caractérisent par une forme irrégulière et irrégulière, avec d'éventuels ébauches de branches en spirale. Il y a beaucoup de gaz dans de tels objets - jusqu'à la moitié de la masse totale. Les galaxies irrégulières sont désignées Ir.

E. Hubble a classé les types de galaxies par ordre de pourcentage croissant de gaz et de contribution décroissante de la composante sphérique :

Dans le soi-disant « diapason » qui en résulte, Hubble a vu une certaine séquence évolutive de formes.

Plus tard, il s'est avéré que toutes les galaxies ne rentraient pas dans la simple classification de Hubble. Outre les galaxies normales, il existe également nain. Ils ont leur propre classification, cependant, il est possible de distinguer les galaxies naines elliptiques, à disque et irrégulières, bien qu'une structure en spirale ne soit presque jamais observée dans les galaxies naines.

Il existe également une classe de grandes galaxies dont la luminosité est bien inférieure à celle des galaxies ordinaires. Ce qui est anormal chez elles, c'est l'absence d'étoiles brillantes qui, pour des raisons mystérieuses, ne se forment pas dans ces galaxies. De telles galaxies sont dites anémiques (c’est-à-dire « fragiles »).

Dans le même temps, il existe des galaxies dans lesquelles se produisent des processus internes violents associés à une formation intense d'étoiles. Un exemple est l'objet M82 de la constellation de la Grande Ourse - une galaxie irrégulière dont la matière dans les régions centrales se déplace à grande vitesse et « bout ». On distingue également une classe de galaxies avec une teneur élevée en étoiles jeunes et une concentration élevée de matière, appelées galaxies bleues compactes par leur apparence.

Les galaxies dont l'activité est indiquée par une augmentation des émissions radio, des couleurs et des raies spectrales atypiques pour la plupart sont également divisées en groupes distincts.

Les galaxies ont tendance à former des groupes et des amas. Ainsi, notre Galaxie fait partie de ce qu'on appelle le Groupe Local de galaxies, qui contient une trentaine de systèmes stellaires différents, dont la Nébuleuse du Triangle et la Nébuleuse d'Andromède.

Que se passera-t-il si deux galaxies se retrouvent très proches l’une de l’autre ? Leurs propriétés et leur apparence changeront. Sur les photographies de telles paires ou groupes proches de galaxies, on peut remarquer des queues et des ponts de gaz et d'étoiles ; les galaxies sont souvent entourées d'une coquille de gaz commune, leur forme est fortement déformée en raison de l'attraction mutuelle. Les astronomes appellent ces galaxies interagir.

Il existe également des galaxies cannibales, dévorant leurs plus petites voisines et les entraînant dans leur champ gravitationnel. Au centre de nombreux grands amas de galaxies se trouvent les véritables résidences des « rois cannibales » – des galaxies elliptiques géantes. Ils « avalent » le gaz environnant et les petits amas de galaxies tombent lentement sur eux.

Les galaxies sont regroupées en groupes de dizaines de galaxies et en amas de centaines, voire de milliers de galaxies. Les amas eux-mêmes forment un système de superamas qui construisent la structure à grande échelle de l'Univers.

Les galaxies sont des objets complexes et auto-organisés, comparables en niveau de complexité à une cellule – la base de tous les êtres vivants. Leur étude se poursuit actuellement activement et de plus en plus de nouveaux mystères attendent dans les coulisses.